Юный техник, 2009 № 11 - Журнал «Юный техник»

10. Из проволоки постоянного поперечного сечения изготовлен квадрат ABCD. При подключении источника постоянного напряжения при помощи проводов с малым сопротивлением по сравнению с сопротивлением проволоки к соседним вершинам квадрата А и В полная сила тока в цепи равна 64 мА. Какой силы ток будет протекать по стороне AD, если тот же источник напряжения подключить к вершинам А и С?

11. Мотоциклист разгоняется с места с ускорением а = 2 м/с2. Определите длину участка разгона, время разгона и скорость в конце участка разгона, если известно, что первая половина участка была пройдена мотоциклистом за 3 с.

12. Неподвижный снаряд взрывается в некоторой точке над землей. При этом образуется множество осколков. Осколки, образовавшиеся при взрыве, разлетаются во все стороны с одинаковыми по модулю скоростями.

Время полета осколка, упавшего на землю раньше других, равно t1, а время полета осколка, упавшего позже всех, равно t2. Определите радиус области падения на землю осколков, полетевших горизонтально. Сопротивление воздуха не учитывать.

13. Два бруска массами m1 = m и m2 = 2m находятся на горизонтальной шероховатой поверхности. Бруски связаны легкой нерастяжимой нитью. Известно, что если заставить бруски равномерно скользить, прикладывая внешнюю горизонтальную силу F к первому бруску, то сила натяжения нити оказывается в k раз меньше силы F. Во сколько раз отличаются коэффициенты трения скольжения μ и μ2 брусков о поверхность?

14. Внутри закрытого с обоих концов горизонтально расположенного цилиндра объемом V0 = 58 дм3 имеется тонкий поршень, который может скользить в цилиндре без трения. Первоначально с одной стороны от покоящегося поршня находится водород (H2) массой m1 = 3 г, а с другой — азот (N2) массой m2 = 17 г. Определите занимаемые газами объемы, а также давления газов. Температура Т газов поддерживается постоянной и равной 300 К.

15. В цилиндре объемом V1 = 10 л под поршнем находится влажный воздух при температуре t = 20 °C и давлении Р1 = 13,3 кПа. Относительная влажность воздуха α = 70 %. Каково будет давление в цилиндре, если объем при той же температуре уменьшить в k = 10 раз? Давление насыщенных паров воды при температуре t = 20 °C равно Рнп = 2,33 кПа.

16. Точечный положительный заряд величиной q расположен на расстоянии 2R от центра закрепленной равномерно заряженной непроводящей сферы радиуса R. На заряд со стороны сферы действует сила отталкивания, модуль которой равен F. Точечный заряд через малое отверстие в сфере перемещают в ее центр. Какую минимальную работу нужно совершить для этого внешним силам? Считать, что электрическое поле сферы с отверстием совпадает с полем равномерно заряженной сферы. Краевыми эффектами вблизи отверстия пренебречь.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Сверхрегенераторы

Окончание. Начало в предыдущем номере.

Частота суперизации определяется суммарным сопротивлением резисторов R1—R3 и емкостью конденсатора С4. Если ее уменьшить до нескольких сотен пикофарад, прерывистая генерация прекращается и устройство становится регенеративным приемником.

При желании можно установить переключатель, а конденсатор С4 составить из двух, например, емкостью 470 пф с подключаемым параллельно 0,047 мкф. Тогда приемник, в зависимости от условий приема, можно будет использовать в обоих режимах. Регенеративный режим обеспечивает более чистый и качественный прием с меньшим уровнем шума, но требует заметно большей напряженности поля и сложнее в управлении. Обратную связь регулируют переменным резистором R2, ручку которого (так же, как и ручку настройки) следует вывести на переднюю панель корпуса приемника.

Излучение этого приемника в сверхрегенеративном режиме ослаблено по следующим причинам: амплитуда вспышек колебаний в контуре невелика, порядка одной десятой доли вольта, к тому же маленькая рамочная антенна излучает крайне неэффективно, имея низкий КПД в режиме передачи.

Усилитель ЗЧ-приемника собран по схеме с непосредственной связью на транзисторах VT2 и VT3 разной структуры. В коллекторную цепь выходного транзистора включены низкоомные головные телефоны (или один телефон) типов ТМ-2, ТМ-4, ТМ-6 или ТК-67-НТ сопротивлением 50 — 200 Ом. Подойдут телефоны от любого плеера. Необходимое смещение на базу первого транзистора УЗЧ подается не от источника питания, а через резистор R4 из эмиттерной цепи транзистора VT1, где, как упоминалось, уже имеется стабильное напряжение около 0,5 В. Конденсатор С5 — разделительный, он пропускает к базе транзистора VT2 колебания ЗЧ.

Пульсации гасящей частоты 30…60 кГц на входе УЗЧ не фильтруются, поэтому усилитель работает как бы в импульсном режиме — выходной транзистор закрывается полностью и открывается до насыщения. Ультразвуковая частота вспышек телефонами не воспроизводится, но импульсная последовательность содержит составляющую со звуковыми частотами, которые слышны. Диод VD1 служит для замыкания «экстратока» телефонов в момент окончания импульса и закрывания транзистора VT3, он срезает выбросы напряжения, улучшая качество и несколько повышая громкость воспроизведения звука.

Питается приемник от гальванического элемента напряжением 1,5 В или дискового аккумулятора напряжением 1,2 В. Потребляемый ток не превышает 3 мА, при необходимости его можно установить подбором резистора R4.

Налаживание приемника начинается с проверки наличия генерации, вращением ручки переменного резистора R2. Она обнаруживается по появлению довольно сильного шума в телефонах или при наблюдении на экране осциллографа «пилы» в форме напряжения на конденсаторе С4. Частота суперизации подбирается изменением его емкости, она зависит и от положения движка переменного резистора R2. Следует избегать близости частоты суперизации к частоте стереоподнесущей 31,25 кГц или к ее второй гармонике 62,5 кГц, иначе могут прослушиваться биения, мешающие приему.

Далее нужно установить диапазон перестройки приемника, изменяя размеры рамочной антенны — увеличение диаметра понижает частоту настройки. Повысить частоту можно не только уменьшением диаметра самой рамки, но и увеличением диаметра провода, из которого она выполнена.

Неплохое решение — использовать оплетку отрезка коаксиального кабеля, свернутого в кольцо. Индуктивность понижается и при изготовлении рамки из медной ленты или из двух-трех параллельных проводов диаметром 1,5–2 мм, разнесенных на 0,5…1,5 см.

Диапазон перестройки достаточно широк, и его нетрудно выполнить без приборов, ориентируясь на прослушиваемые станции.

Отечественный диапазон УКВ-1 (нижний) 65–74 МГц приемник перекрывает полностью. В диапазоне УКВ-2 (верхнем) 88 — 108 МГц транзистор КТ361 иногда работает неустойчиво — тогда его заменяют более высокочастотным, например, КТ363. Увеличив размеры антенны и/или емкость КПЕ, можно услышать работу радиостанций связного диапазона 33–48 МГц, телевизионные передатчики 1-го — 2-го каналов. Сигнал изображения прослушивается как сильный фон с частотой 50 Гц (это частота следования импульсов кадровой развертки), звуковое сопровождение принимается нормально. Слышна также ТВ-передача в 3-м канале, расположенном как раз между радиовещательными диапазонами УКВ-1 и УКВ-2. Уменьшив диаметр рамки и емкость конденсаторов C1 — С3, удается принять даже радиопереговоры летчиков и диспетчеров гражданской авиации на частотах выше 118 МГц, любительские радиостанции диапазона 144–146 МГц. Применение СВЧ-транзистора VT1 с граничной частотой не ниже 600–700 МГц в этом случае обязательно.

Недостаток приемника — влияние рук, подносимых к антенне, на частоту настройки. Впрочем, он характерен и для других приемников, в которых антенна связана непосредственно с колебательным контуром. Этот недостаток устраняется при использовании усилителя РЧ, как бы «изолирующего» контур сверхрегенератора от антенны. Другое полезное назначение такого усилителя — устранить излучение вспышек колебаний антенной, что практически полностью избавляет от помех соседним приемникам. Усиление УРЧ должно быть очень небольшим, ведь и усиление, и чувствительность сверхрегенератора достаточно высоки.

Этим требованиям в наибольшей степени отвечает транзисторный УРЧ по схеме с общей базой или с общим затвором.

Частоты 420–435 МГц относятся к ультракоротким волнам (УКВ) и соответствуют длине волны около 70 см. УКВ распространяются прямолинейно, поэтому уверенная радиосвязь возможна только в пределах прямой видимости. Лишь очень слабый сигнал, рассеянный на неоднородностях атмосферы, можно обнаружить за горизонтом, используя мощные передатчики, большие направленные антенны и чувствительные приемники.